坩埚炼钢法

　　什么坩埚可以拿来炼钢?至少要耐1500度

　　石墨坩埚的一个相当重要的用途即是用来炼铁炼钢。这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量 (含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度)，可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。

　　但是要注意，确保石墨坩埚炉衬良好，炉衬必须修好，尽可能同心，这样可以避免火焰加热炉中的火焰偏转而冲击坩埚，保证感应炉处于正常工作状态。

　　转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔(风口)，压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。

　　这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个坩埚炉内。

　　中国古代为什么没有发展出坩埚炼钢法?

　　无论从文物考古资料还是文献资料来看，中国除了西部少数民族地区有生产坩埚钢的可能外，中原汉人聚居区一直缺乏镔铁生产的可靠证据。中国自始至终镔铁没有大规模生产，一方面是中国自己的生铁一生铁脱碳钢的钢铁技术体系非常完善，而外来的坩埚冶炼高碳钢的工艺除了满足少量统治阶层内部人员的享乐外并未有多少实际用途，远不及生铁改善中国生产工具带来生产力的进步大;

　　另一方面，从兵器角度来看镔铁刀固然为利器，但是在宋代以后逐渐产生的火器技术将军事技术的竞争从以前冷兵器时代吸引到火器技术上以后，也使中国丧失了进一步研究镔铁生产工艺技术的动力。元代虽然有西域各国的人士帮助中国生产镔铁，但是由于历史短暂，加之统治阶级的等级制度，没有汉人集团掌握这项技术的可能，终于导致了镔铁不能在中国中原地区生产且绝传的结果。

　　炼钢的方法有些什么?

　　1.电弧炉炼钢

　　电弧炉的基本构造如图1所示。利用电弧产生的热量来熔化炉料和提高钢液过热温度。由于电弧炉不用燃料燃烧的方法加热，故容易控制炉气的性质。可按照冶炼的要求，使之成为氧化性或还原性。电弧炉成为在铸钢方面应用最普遍的炼钢炉。

　　2.感应电炉炼钢

　　炼钢采用无芯感应电炉，其工作原理和构造铸铁的电炉相同。炉体结构与外观如图2所示，主要包括感应器和坩埚两部分。但由于炼钢需要消耗更多的热量，故在输入功率方面比同样容量的熔炼铸铁用炉大。炼钢用的感应电炉依炉子容量(坩埚直径)的不同而采用不同的频率，容量在10kg左右的用高频(10000Hz以上)，容量从100~500kg的用中频(1000~3000Hz)，而容量在500kg以上的感应电炉采用工业用电频率(50Hz)。

　　3.平炉炼钢

　　用煤气或重油作燃料，与预热送风相混合，进行燃烧，产生的火焰直接喷射在炉料上，进行加热和熔化，由于是火焰加热，故炉气呈氧化性，炼钢过程中元素烧损较电炉重，平炉的容量大，一般自几十吨至数百吨，适用于浇注重型铸件。

　　4.钢包精炼炉

　　用电弧炉熔化炉料，然后将钢液倾入钢包精炼炉中,用氩气进行吹炼，能有效地清除钢液中的气体和夹杂物，提高钢液的质量。在钢包精炼炉基础上发展起来的氩氧脱碳(AOD)法和真空氩氧脱碳(VOD)法是冶炼高纯净度钢液，特别是低碳的高纯净度钢液的先进方法，特别适用于生产高强度钢、超高强度钢等钢种。